unità
D1. I fenomeni vulcanici
vapore acqueo
anidride carbonica
materiali aeriformi
Prodotti
dell’attività
vulcanica
composti dello zolfo, dell’azoto, del cloro
colate di lava (rocce effusive)
materiali solidi
piroclastiti
eruzioni di tipo hawaiiano
attività effusiva dominante (magma fluido)
eruzioni di tipo islandese
Tipi di
eruzione
attività effusiva prevalente (magma meno fluido)
eruzioni di tipo stromboliano
eruzioni di tipo vulcaniano
attività mista
(effusiva-esplosiva con magma viscoso)
attività solo esplosiva
eruzioni di tipo pliniano
eruzioni di tipo peléeano
eruzioni di tipo idromagmatico
vulcani-strato
Forma
dei vulcani
vulcani a scudo
colate di fango (lahar)
Altri fenomeni
legati al
vulcanismo
tsunami
manifestazioni tardive
moféte
geyser
soffioni
sorgenti termo-minerali
vulcanismo lungo le dorsali oceaniche (v. effusivo)
Distribuzione
geografica
dei vulcani
vulcanismo lungo il margine di un continente
o lungo una catena di isole (v. esplosivo)
vulcanismo in centri isolati (punti caldi)
(v. effusivo, vulcani a scudo)
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con Lupia Palmieri, Parotto, Saraceni, Strumia scienze integrate © Zanichelli 2010
1
unità
D1. I fenomeni vulcanici
Che cos’è un vulcano
Un vulcano è la manifestazione in superficie della risalita di magma, cioè di roccia fusa
mescolata a gas e vapori, tutti ad alte temperature. Il magma proviene principalmente
dalla zona superiore del mantello, l’involucro su cui si appoggia la crosta terrestre.
Il mantello, però, non è la sola sorgente di magma; le rocce possono andare incontro
a fusione anche in zone più «superficiali», e cioè nelle parti più profonde della crosta.
Dopo la sua eruzione in superficie, il materiale fuso viene chiamato lava.
Quando la lava solidifica, in genere si accumula, fino a costituire un edificio vulcanico.
I vulcani vengono distinti in:
– vulcani centrali e
– vulcani lineari.
I vulcani centrali sono quelli più comunemente noti, perlomeno in Italia, dove se ne
conoscono diversi esempi: l’Etna, il Vesuvio, lo Stromboli.
Il cratere è l’estremità aperta
in superficie del condotto
vulcanico dal quale fuoriesce
la lava.
Il cono vulcanico è formato
da strati di lava solidificata.
La lava scende
lungo le pendici
del vulcano a
formare nuovi
strati.
Il camino vulcanico mette
in comunicazione l’edificio
esterno con l’area
di alimentazione.
Il magma può
anche non
giungere in
superficie e
solidificarsi
tra gli strati
rocciosi.
Il magma nella
sua risalita può
ristagnare più
o meno a lungo
in una camera
magmatica,
situata tra i 2
e i 10 km di
profondità. Da
qui il magma
può originare
periodicamente
un’eruzione
vulcanica.
Nella camera magmatica il magma è rimescolato da correnti di
convezione: il materiale più caldo e meno denso risale; quello
più freddo e più denso scende. In alto, dove la pressione è
minore, si raccolgono i gas che si libereranno poi dal magma.
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U11_P1_doc1
2
unità
D1. I fenomeni vulcanici
dorsale oceanica
crosta
oceanica
(solida)
mantello
superiore
(solido)
profondità
0 km
astenosfera
(fascia del
mantello superiore
in piccola
parte fusa)
75 km
materiale roccioso
molto caldo
ma solido
roccia in parte fusa
I vulcani lineari si formano quando il magma risale per mezzo di fessure eruttive: delle
spaccature che penetrano pro­fon­damente nell’interno della Terra.
I vulcani lineari si trovano soprattutto in corrispondenza delle dorsali oceaniche.
I diversi prodotti delle eruzioni
Le eruzioni vulcaniche trasferiscono materiale dall’interno della Terra alla sua superficie. Questo materiale – chiamato magma quando è ancora in profondità e lava quando
è giunto in superficie – si trova in genere allo stato fluido.
I prodotti fluidi delle eruzioni vulcaniche sono le lave. Esse non sono tutte uguali ma
differiscono per composizione chimica, per contenuto di gas e per temperatura. Questi
fattori influiscono sulla viscosità dei magmi cioè sulla resistenza allo scorrimento.
L’aspetto di una colata di lava dipende da vari fattori: dalla composizione, dalla viscosità, dalla quantità di gas che contiene e dalla morfologia del terreno sul quale scende.
I frammenti solidi che vengono scagliati all’esterno da un vulcano formano le piroclastiti. Le piroclastiti hanno dimensioni molto variabili: le ceneri vulcaniche; i lapilli;
le bombe vulcaniche.
Il magma può contenere fino al 5% in peso di gas e di vapori.
La composizione chimica delle emissioni aeriformi è caratterizzata dall’abbondanza
di vapore acqueo, anidride carbonica, zolfo, cloro e azoto.
La presenza dei gas vulcanici svolge una funzione importante nell’innescare le eruzioni.
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3
unità
D1. I fenomeni vulcanici
La forma dei vulcani
Con il tempo, le colate di lava solidificata e i materiali piroclastici fuoriusciti durante le
eruzioni si accumulano intorno al condotto, formando un rilievo. La forma di questo
rilievo dipende dalla composizione della lava e dal tipo di materiali eruttati.
In base alla forma, si distinguono due tipi principali di edificio vulcanico: i vulcani a
scudo e i vulcani-strato.
I più grandi vulcani terrestri sono del tipo a scudo. Sono edifici vulcanici larghi e
con i fianchi poco ripidi. I vulcani a scudo sono originati da lave fluide. Queste lave
contengono piccole quantità di gas e vapori, perciò le eruzioni sono poco violente.
Il vulcano a scudo Mauna Loa (Hawaii)
che cosa vede il geologo
caldera sommitale
colate di
basalto
condotti
vulcanici
camera
magmatica
U11_P3_doc1
I vulcani-strato sono vulcani a forma di cono, dai fianchi generalmente assai ripidi.
I vulcani-strato sono un’alternanza di colate di lava e di strati di materiali piroclastici
eruttati dal condotto centrale durante le fasi esplosive.
Quando le lave solidificano ostruiscono il condotto vulcanico e i gas devono raggiungere forti pressioni per poter rimuovere il «tappo».
Il vulcano-strato Fuji
(Giappone)
che cosa vede il geologo
strati di piroclastiti
colate laviche
condotto centrale
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U11_P3_doc2
4
unità
D1. I fenomeni vulcanici
Esistono anche altri tipi di strutture derivate dall’attività vulcanica: le caldere e i coni di scorie.
Le caldere sono ampie depressioni circolari con il fondo piatto
e le pareti interne ripide, che si
formano in seguito al crollo della
parte superiore dell’edificio vulcanico (sia del tipo a scudo, sia
del tipo strato).
I coni di scorie sono ammassi
piuttosto regolari di frammenti di
lava solidificata. I coni di scorie
sono relativamente piccoli e hanno un profondo cratere alla sommità.
I tipi di eruzione
Possiamo classificare i vulcani in base al tipo di eruzione, anche se in un medesimo vulcano possono succedersi nel tempo tipi di attività diversi.
I fattori che più direttamente influenzano il tipo di eruzione sono la viscosità del
magma e il contenuto in aeriformi, soprattutto acqua e anidride carbonica. La viscosità
varia moltissimo: è elevata nei magmi acidi e molto minore nei magmi basici. Il contenuto in acqua agisce attraverso la capacità di espansione «esplosiva» del vapore ad alte
temperature, quando diminuisce la resistenza delle rocce attraverso le quali il magma
sta risalendo. In base a queste differenze si può dare la seguente classificazione dei tipi
di eruzione.
In presenza di attività effusiva dominante (con magma fluido e contenuto in acqua
variabile) si hanno eruzioni:
– di tipo hawaiiano;
fontana di lava
lago di lava
colata lavica
– di tipo islandese.
U11_P4_doc1
fessure
antiche colate laviche
vecchio condotto
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5
unità
D1. I fenomeni vulcanici
Se l’attività è mista, effusiva-esplosiva, ma si presenta prevalentemente in forma effusiva
(con magma meno fluido), si hanno eruzioni:
– di tipo stromboliano.
Se l’attività è mista effusiva-esplosiva (con magma viscoso e contenuto in aeriformi elevato) si hanno eruzioni:
– di tipo vulcaniano; – di tipo pliniano;
– di tipo peléeano.
nube di
cenere
nube ardente
Quando l’attività è soltanto esplosiva (eU11_P4_doc6
si ha un’interazione tra il magma e l’acqua) si
hanno eruzioni:
– di tipo idromagmatico. base-surge
rocce permeabili
fald
fa
lda fr
ld
frea
ea
ati
tica
rocce impermeabili
magma
in risalita
rocce surriscaldate
6
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U11_P4_doc7
unità
D1. I fenomeni vulcanici
Fenomeni legati all’attività vulcanica
Oltre alle eruzioni, esistono altri fenomeni legati all’attività vulcanica.
I lahar sono delle colate di fango che si formano quando le ceneri presenti sui versanti di un vulcano si mescolano all’acqua piovana. Spesso, infatti, le eruzioni sono
accompagnate o seguite da piogge intense, dovute alla condensazione del vapor acqueo
emesso dal vulcano stesso.
Le emissioni di gas vulcanici accompagnano quelle di lava, ma può accadere che esse
si verifichino anche durante le fasi di quiescenza di un vulcano.
Un geyser è un getto di acqua caldissima, emesso a intervalli di tempo regolari. L’altezza della colonna d’acqua può raggiungere molte decine di metri. Vediamo quale
meccanismo lo regola.
l’acqua calda risale verso la superficie
in vicinanza della quale, a causa della brusca
diminuzione di pressione, comincia
a bollire ed esce con violenza
l’acqua fredda scende in profondità
attraverso rocce permeabili
(come sabbie) o lungo fessure
geyser
strati
permeabili
strato
impermeabile
magma
l’acqua che arriva in
prossimità di un magma si riscalda,
senza però trasformarsi in vapore
(per l’elevata pressione a questa profondita)
U11_P5_doc3
I soffioni sono fuoriuscite di vapore meno
violente dei geyser, spesso utilizzate come
fonte di energia geotermica.
Se l’acqua non si spinge a profondità elevate, o la massa di roccia non è più tanto
calda, l’acqua non si riscalda intensamente e anziché geyser si formano delle sorgenti
termali.
La distribuzione geografica dei vulcani
Sulla Terra i vulcani attivi si trovano sia sulle terre emerse (dove sono più di 500) sia sui
fondi oceanici.
La maggior parte dei fenomeni vulcanici si verifica in corrispondenza delle dorsali
oceaniche, dalla cui sommità fluiscono enormi quantità di lave basaltiche fluide.
La maggior parte dei vulcani emersi della Terra è invece localizzata in corrispondenza
di alcuni margini di continenti, oppure fanno parte di intere catene di isole vulcaniche.
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unità
D1. I fenomeni vulcanici
Islanda
Surtsey
d
i
a
r
Popocatepetl
u
Mauna Loa
Azzorre
Tenerife
Etna
Tibesti
Fogo
Kilauea
Erta Alé
n
M. Camerun
Kilimanjaro
OCEANO PACIFICO
i
Bromo
sistema delle
rift valley
africane
C
Krakatoa
Ararat
Pelée
Hawaii
t
Vesuvio
Santorini
OCEANO
ATLANTICO
Fuji
Pinatubo
Dorsale
Medio
atlantica
St. Helens
Aconcagua
Piton de la
Fournaise
UA10_P.236-237_doc.01
Alcuni vulcani, però, si trovano in punti isolati all’interno dei continenti o delle piane
abissali. Queste zone sono chiamate punti caldi.
Nel nostro paese molti vulcani hanno costituito dei complessi imponenti, ma sono
ormai totalmente estinti.
Attualmente sono attive quattro zone: il monte Etna in Sicilia, parte della costa laziale-campana e del mare antistante, le isole Eolie e il Canale di Sicilia.
Il maggiore dei vulcani attivi italiani è l’Etna, 3350 m, un vulcano-strato. Oggi le eruzioni avvengono sia da bocche poste alla sommità dell’edificio, sia da numerose bocche
laterali, lungo le pendici.
Presso Napoli c’è il Vesuvio, un vulcano-strato. Le sue fasi di attività sono intercalate
a lunghi periodi di stasi. Come il Vesuvio, anche i vicini Campi Flegrei e l’isola di Ischia
si trovano oggi in fase di temporaneo riposo.
Nell’arcipelago delle Eolie si trovano il cono vulcanico dello Stromboli, Vulcano,
Lipari, mentre Panarea ha avuto manifestazioni recenti. Salina, Alicudi e Filicudi sono
considerati quiescenti.
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8
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D1. I fenomeni vulcanici
1 I nserisci nel disegno i termini elencati qui sotto, scrivendoli nei punti appropriati.
Cratere; cono vulcanico; camino vulcanico; lava; camera magmatica.
U11_P1_doc1
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D1. I fenomeni vulcanici
uale tipo di vulcano rappresenta il disegno? Quale tipo di lava dà origine a questi edifici vulcanici?
2 Q
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................................................................................................................................
caldera sommitale
colate di
basalto
condotti
vulcanici
camera
magmatica
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